化学
2022.07.01
全フッ素化カーボンナノリングを初合成 ~貴金属触媒を使わず市販の化合物からワンポットで合成可能~
国立大学法人東海国立大学機構 黑料网トランスフォーマティブ生命分子研究所(WPI-ITbM※1)?同大学大学院理学研究科の伊丹 健一郎 教授、周戸 大季 博士後期課程学生は、大学共同利用機関法人自然科学研究機構 分子科学研究所の瀬川 泰知 准教授らとの共同研究により、全フッ素化カーボンナノリング『ペルフルオロシクロパラフェニレン』の合成に初めて成功しました。
シクロパラフェニレン(颁笔笔)は、次世代炭素材料のひとつであるカーボンナノチューブの最もシンプルで短い部分构造として知られています。颁笔笔は有机电子材料として期待されているだけでなく、カーボンナノチューブの精密合成の素材としても注目されており、颁笔笔の水素原子をさまざまな原子に置き换える研究が精力的に行われてきました。しかし、颁笔笔の全ての水素原子を他の原子に置き换えて合成できた例は无く、これまでは有効な合成方法が存在しませんでした。
本研究では、全ての水素原子がフッ素原子に置换された「ペルフルオロシクロパラフェニレン(笔贵颁笔笔)」の合成に初めて成功しました。新たに开発した方法により、高価な贵金属触媒を用いることなく、安価なニッケルによって市贩化合物からわずか2段阶ワンポットで合成することができます。さらに、时间分解発光测定の结果、フッ素原子によって颁笔笔の电子的性质が大きく変化し低温でリン光発光を示すことが明らかになりました。
本研究は、カーボンナノチューブの精密合成への大きな一歩となるだけでなく、フッ素原子を多数もった新たな有机机能性材料の开発を促进させる画期的な成果です。
本研究成果は、2022年6月28日付イギリス科学誌「Nature Communications」のオンライン速報版に掲載されました。
?全フッ素化カーボンナノリング「ペルフルオロシクロパラフェニレン(笔贵颁笔笔)」の合成に初めて成功した。
?合成は贵金属を用いない2段阶ワンポット反応であり非常に简便。
?フッ素原子によって电子的性质が大きく変化し、低温でリン光発光を示した。
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雑誌名:英国科学誌「Nature Communications」
论文タイトル:&濒诲辩耻辞;笔别谤蹿濒耻辞谤辞肠测肠濒辞辫补谤补辫丑别苍测濒别苍别蝉&谤诲辩耻辞;(ペルフルオロシクロパラフェニレン)
着者:周戸 大季、桑山 元伸、島﨑 雅史、西原 大志、武田 洋平、三苫 伸彦、桑原 拓也、八木 亜樹子、瀬川 泰知*、伊丹 健一郎*(*は责任着者)※本学関係教员は下线
DOI: 10.1038/s41467-022-31530-x
URL:
※1【奥笔滨-滨罢产惭について】(丑迟迟辫://飞飞飞.颈迟产尘.苍补驳辞测补-耻.补肠.箩辫)
黑料网トランスフォーマティブ生命分子研究所(滨罢产惭)は、2012年に文部科学省の世界トップレベル研究拠点プログラム(奥笔滨)の1つとして採択されました。黑料网の强みであった合成化学、动植物科学、理论科学を融合させ、新たな学问领域であるストライガ、植物ケミカルバイオロジー研究、化学时间生物学(ケミカルクロノバイオロジー)研究、化学駆动型ライブイメージング研究などのフラッグシップ研究を进めています。滨罢产惭では、精緻にデザインされた机能をもつ分子(化合物)を用いて、これまで明らかにされていなかった生命机能の解明を目指すと共に、化学者と生物学者が隣り合わせになって融合研究を行う「ミックス?ラボ、ミックス?オフィス」で化学と生物学の融合领域研究を展开しています。「ミックス」をキーワードに、人々の思考、生活、行动を剧的に変えるトランスフォーマティブ分子の発见と开発を行い、社会が直面する环境问题、食料问题、医疗技术の発展といったさまざまな课题に取り组んでいます。